王利萍，郎 瑩，邱樹毅，胡勝蘭，戴怡鳳*，劉彩婷，田露琴，胡麗莎

（1.貴州大學釀酒與食品工程學院，貴州省發(fā)酵與生物制藥重點實驗室，貴州貴陽 550025；2.貴州王茅酒曲研究院有限公司，貴州貴陽 550025)

“曲乃酒之骨”，醬香型白酒所使用的培養(yǎng)溫度最高可達65 ℃的高溫大曲在白酒制作過程中不僅是釀造原料，是釀酒發(fā)酵的動力，還發(fā)揮著糖化發(fā)酵劑、菌種劑等多種作用，為醬香型白酒的風味和風味前體物質的形成做出了很大的貢獻。

目前，對大曲中風味化合物的研究主要借助HS-SPME-GC-MS 技術，也有學者選擇電子鼻與電子舌技術分析大曲中的風味化合物?？梢阅M人體味覺感受機制的電子舌技術能評價樣品的整體滋味，包括樣品的酸、甜、苦、澀、咸、鮮味以及苦味回味、澀味回味和豐富性。模擬人體嗅覺感官而開發(fā)的電子鼻技術利用對氮氧化合物敏感的W5S 傳感器等10 個傳感器可以快速無損檢測樣品中的香氣化合物?？傊?，電子舌與電子鼻技術都是利用不同傳感器對樣品的交叉響應以識別樣品的本質并分析成分，具有簡單、高效、客觀等優(yōu)點。CAI等分別運用電子舌、電子鼻對高溫大曲中風味化合物進行分析，發(fā)現(xiàn)不同高溫大曲對電子舌傳感器與電子鼻的W1S、W1C、W3C 以及W5C傳感器的響應值差異極其顯著（p＜0.0001），對電子鼻其余傳感器響應值差異極顯著。CAI 等同樣采用電子感官（電子舌、電子鼻）對低溫大曲的風味特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)3 種低溫大曲對除W5S、W6S 傳感器之外的傳感器響應值差異顯著（p＜0.05），8 個電子舌傳感器對低溫大曲的響應值差異極顯著（p＜0.01）。張鑫等采用PEN3型電子舌對檢測大曲的方法進行了研究，發(fā)現(xiàn)最佳測定條件是40 mL頂空瓶中加入0.5 g 16目顆粒度的樣品。王曉勇等利用PEN3型電子鼻測定0.5 g 16目顆粒度的大曲樣品風味，認為電子鼻測定大曲香氣可作為評判大曲糖化力高低與對應白酒質量的創(chuàng)新性方法。張春林等取2 g瀘州老窖大曲與1 mL飽和氯化鈉加入10 mL 頂空瓶進行電子鼻分析，發(fā)現(xiàn)所使用的電子鼻對于大曲中的芳香化合物有明顯響應。

采用電子鼻與電子舌研究大曲的文獻報道有限，因此本研究以貴州仁懷市5 個醬香型白酒企業(yè)的高溫大曲作為研究對象，對比樣品中滋味化合物與香氣化合物對傳感器響應強度的差異，對電子舌電子鼻實驗數(shù)據(jù)進行主成分分析（principal component analysis,PCA）。

1 材料與方法

1.1 樣品

貴州省仁懷市不同的5 種醬香型白酒酒企的5種醬香型白酒酒曲1 號、酒曲2 號、酒曲3 號、酒曲4號、酒曲5號。

1.2 試劑與儀器

試劑：無水乙醇(≥99.8%)，上海阿拉丁試劑有限公司；

儀器設備：SZ-93A 純水蒸餾器，上海亞榮有限責任公司；PEN3 型電子鼻，德國Airsense 公司；SA-402B型電子舌，日本Insent公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 5種酒曲電子舌分析

電子舌分析使用SA-402B 型電子舌儀器，采用兩步清洗法程序測定，平行測定3次。

采用兩種前處理方法進行電子舌測定：（1）95%乙醇溶液萃取酒曲中滋味化合物：取6 g 大曲加入60 mL 95 %乙醇溶液，40 ℃超聲萃取1 h，后在室溫下過濾，將過濾后的溶液稀釋至乙醇濃度30%后進行電子舌分析；（2）去離子水萃取大曲中風味化合物：取6 g 大曲加入60 mL 去離子水，40 ℃超聲萃取1 h，室溫下過濾，取濾液進行電子舌分析。

1.3.2 5種酒曲電子鼻分析

采用PEN3 便攜式電子鼻分析5 種醬香型白酒酒曲。分別采用兩種前處理方式進行測定：（1）95%乙醇溶液提取酒曲中香氣化合物：取6 g 大曲加入60 mL 95 %乙醇溶液，40 ℃超聲萃取1 h，室溫下過濾，將該溶液稀釋至乙醇濃度20 %后進行電子鼻分析；（2）酒曲粉末直接進行電子鼻分析。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

實驗所得數(shù)據(jù)用Microsoft office Excel 2016 統(tǒng)計分析，雷達圖以及主成分分析圖均用Origin 2021繪制，采用SPSS 25.0軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 電子舌分析5種醬香型白酒大曲

圖1 是采用兩種不同前處理的1 號酒曲電子舌分析雷達圖，95 %乙醇溶液提取的1 號酒曲在咸味、酸味、苦味和澀味方面都更為強烈，兩種不同處理方式的1 號酒曲在酸味方面的差異最為明顯。95%乙醇溶液能提取更多酒曲中的滋味物質，故選擇95%乙醇溶液萃取5種酒曲中滋味化合物。

圖1 兩種溶劑萃取1號酒曲電子舌雷達圖

從圖2 可看出，除酸味強度差異明顯之外，5 種醬香型白酒大曲的電子舌分析風味輪廓基本相似。從圖3 可以看出，5 種酒曲對CAO 酸味傳感器的負響應值差異顯著（P＜0.05），推測5種大曲中對應酸味的化合物含量以及種類存在差異。5種大曲對對應于咸味、鮮味的傳感器響應值較大，說明5種大曲中與咸味、鮮味相關的化合物含量較高，且5 種大曲咸味差異顯著（p＜0.05）。5 種大曲在對應于苦味、澀味、后澀味的傳感器的響應值幾乎重疊，說明5種樣品在這3種滋味上具有一定的相似性。

圖2 95%乙醇溶液萃取5種酒曲電子舌分析雷達圖

圖3 5種大曲電子舌各傳感器響應值

對酒曲電子舌數(shù)據(jù)進行主成分分析后得到PCA 分析圖，圖4 中同形狀的點代表5 個醬香型酒曲的3 個平行數(shù)據(jù)，點與點之間的距離代表樣品之間特征差異的大小，若同一樣品的點分布集中則說明該樣品的電子舌分析重復性較好。同一象限內(nèi)的點越接近，表明其香氣組成及含量的相似度越高。該主成分分析圖中主成分1 方差貢獻率為64.9%，主成分2方差貢獻率為21.2%，累計方差貢獻率為86.1%，說明電子舌對5 個酒曲樣品揮發(fā)性成分的信息提取較為完整。從圖4 可以看出，2 號、4 號、與5 號3 種酒曲數(shù)據(jù)點分布距離較近，說明這3 種酒曲經(jīng)過95 %乙醇溶液提取后的滋味化合物比較相似。

圖4 95%乙醇溶液萃取5種酒曲電子舌分析PCA圖

2.2 電子鼻分析5種醬香型白酒大曲

PEN3 電子鼻傳感器陣列中各傳感器都有對應的敏感特征氣體，由此可分析出5 種大曲主要揮發(fā)氣體。圖5a 是95 %乙醇溶液提取5 種醬香型白酒大曲香氣化合物的電子舌雷達圖，除了對應于氮氧化合物的W5S 傳感器響應值大于其他傳感器的響應值之外，5 種大曲電子鼻分析風味輪廓相似，具體表現(xiàn)為1 號、3 號、5 號大曲對W5S 傳感器的響應值差異不顯著（p＞0.05），2 號、3 號、4 號大曲對W5S 傳感器的響應值差異不顯著（p＞0.05）。如圖5b 是5 種大曲粉末電子鼻分析雷達圖，從圖5 可以看出，5 種大曲對對應于氮氧化合物的W5S 傳感器響應值最大，5 種大曲對傳感器W5S 的響應值差異不顯著（p＞0.05）。

比較圖5a 與圖5b，除對應于氫氣的傳感器W6S、對應于甲烷的傳感器W1S、對應于烷烴的傳感器W3S之外，95%乙醇溶液提取5種酒曲的香氣化合物對其余傳感器的響應值均大于酒曲粉末香氣化合物對各傳感器的響應值。響應值增加最為明顯的是W5S、W1W、W2W 傳感器的響應值，說明95 %乙醇能萃取出大曲中更多的氮氧化合物、硫化物以及有機硫化物。

圖5 電子鼻雷達圖

圖6 5種酒曲電子鼻分析各傳感器響應值

圖7a 是95%乙醇溶液提取5 種醬香型白酒大曲中香氣化合物的電子鼻分析PCA 圖，第一主成分方差貢獻率為78.3%，第二主成分方差貢獻率為12.6%，累計方差貢獻率90.9%，說明電子鼻對5種酒曲香氣化合物的信息提取較為完整。從5 種酒曲分布距離來看，1號、3號、4號、5號酒曲的數(shù)據(jù)點之間存在互相混合，說明這4 種酒曲氣味比較相似，集中分布于第2 象限的2 號酒曲氣味與其他4種酒曲組間距離較大，說明2 號酒曲與其他4 種酒曲的氣味差異較大，差異主要體現(xiàn)在PC1方向。

圖7 5種大曲電子鼻分析PCA圖

圖7b 是5 種大曲粉末電子鼻分析PCA 圖，第一主成分方差貢獻率為68.4%，第二主成分方差貢獻率為22.9 %，累計方差貢獻率91.3 %，說明電子鼻對5 種大曲香氣化合物的提取較為完整。如圖7b 所示，1 號、2 號、3 號酒曲在PCA 圖中存在部分重疊，說明這3種酒曲氣味接近，4號、5號酒曲與上述3種酒曲的氣味差異較大。

比較圖7a 與圖7b，1 號、2 號、3 號酒曲粉末氣味接近，95 %乙醇溶液萃取后1 號、3 號、4 號、5 號酒曲氣味接近，說明95 %乙醇溶液萃取后提取出的更多風味化合物使4 號、5 號酒曲與1 號、3 號酒曲氣味接近，使2 號酒曲與1 號、3 號酒曲氣味差異變大。

3 結論

運用電子舌電子鼻分析5 種貴州醬香型白酒大曲中風味化合物，結果表明95 %乙醇溶液能提取出大曲中更多的滋味化合物與香氣化合物。根據(jù)電子舌結果，5 種大曲的酸味是差異最大的1 種滋味，苦味、澀味、后澀味較為相似；5 種酒曲中3 號酒曲的酸味強度最小，5 號酒曲的酸味強度最大；2號酒曲與5 號酒曲滋味化合物較為相似。在酒曲粉末與95%乙醇溶液提取液電子鼻分析中，5 種酒曲的氮氧化合物的含量普遍最高，3 號酒曲粉末與1 號酒曲95 %乙醇萃取液中氮氧化合物含量最高。5 種大曲對其余傳感器的響應值差異較小，即5 種大曲電子鼻分析風味輪廓基本相似，合理推測酒曲氣味差異的主要原因可能是氮氧化合物含量的差異，且95 %乙醇能萃取出大曲中更多的氮氧化合物、硫化物以及有機硫化物。